1. Antikinetoplastid SAR study in 3-nitroimidazopyridine series: Identification of a novel non-genotoxic and potent anti-T. b. brucei hit-compound with improved pharmacokinetic properties
- Author
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Fersing, Cyril, Boudot, Clotilde, Paoli-Lombardo, Romain, Primas, Nicolas, Pinault, Emilie, Hutter, Sébastien, Castera-Ducros, Caroline, Kabri, Youssef, Pedron, Julien, Bourgeade-Delmas, Sandra, Sournia-Saquet, Alix, Stigliani, Jean-Luc, Valentin, Alexis, Azqueta, Amaya, Muruzabal, Damian, Destere, Alexandre, Wyllie, Susan, Fairlamb, Alan, Corvaisier, Sophie, Since, Marc, Malzert-Fréon, Aurélie, Di Giorgio, Carole, Rathelot, Pascal, Azas, Nadine, Courtioux, Bertrand, Vanelle, Patrice, Verhaeghe, Pierre, Institut de Chimie Radicalaire (ICR), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Neuroépidémiologie Tropicale (NET), CHU Limoges-Institut d'Epidémiologie Neurologique et de Neurologie Tropicale-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Université de Limoges (UNILIM)-Université de Limoges (UNILIM), Biologie Intégrative Santé Chimie Environnement (BISCEm), Institut Génomique, Environnement, Immunité, Santé, Thérapeutique (GEIST), Vecteurs - Infections tropicales et méditerranéennes (VITROME), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche Biomédicale des Armées [Brétigny-sur-Orge] (IRBA), Laboratoire de chimie de coordination (LCC), Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pharmacochimie et Biologie pour le Développement (PHARMA-DEV), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT), Université de Toulouse (UT), Universidad de Navarra [Pamplona] (UNAV), CHU Limoges, University of Dundee, Centre d'Etudes et de Recherche sur le Médicament de Normandie (CERMN), Université de Caen Normandie (UNICAEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Institut méditerranéen de biodiversité et d'écologie marine et continentale (IMBE), Avignon Université (AU)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UMR237-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Aix-Marseille Université, Université de Toulouse, and CNRS
- Subjects
SARs ,Imidazo[1 2-a]pyridine ,Nitroaromatic ,Redox potentials ,Kinetoplastids ,[CHIM.COOR]Chemical Sciences/Coordination chemistry ,Nitroreductases - Abstract
International audience; To study the antikinetoplastid 3-nitroimidazo[1,2-a]pyridine pharmacophore, a structure-activity relationship study was conducted through the synthesis of 26 original derivatives and their in vitro evaluation on both Leishmania spp and Trypanosoma brucei brucei. This SAR study showed that the antitrypanosomal pharmacophore was less restrictive than the antileishmanial one and highlighted positions 2, 6 and 8 of the imidazopyridine ring as key modulation points. None of the synthesized compounds allowed improvement in antileishmanial activity, compared to previous hit molecules in the series. Nevertheless, compound 8, the best antitrypanosomal molecule in this series (EC50 = 17 nM, SI = 2650 & E° = −0.6 V), was not only more active than all reference drugs and previous hit molecules in the series but also displayed improved aqueous solubility and better in vitro pharmacokinetic characteristics: good microsomal stability (T1/2 > 40 min), moderate albumin binding (77%) and moderate permeability across the blood brain barrier according to a PAMPA assay. Moreover, both micronucleus and comet assays showed that nitroaromatic molecule 8 was not genotoxic in vitro. It was evidenced that bioactivation of molecule 8 was operated by T. b. brucei type 1 nitroreductase, in the same manner as fexinidazole. Finally, a mouse pharmacokinetic study showed that 8 displayed good systemic exposure after both single and repeated oral administrations at 100 mg/kg (NOAEL) and satisfying plasmatic half-life (T1/2 = 7.7 h). Thus, molecule 8 appears as a good candidate for initiating a hit to lead drug discovery program.
- Published
- 2020